Sådan laver du en mikrobiel brændselscelle (MFC) ved hjælp af mudder: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

MudWatt mikrobielle brændselscelle (kærligt kaldet "snavsbatteriet") er en enhed, der bruger bakterier til at omdanne det organiske stof, der findes i mudder, til elektricitet. Denne instruks vil guide dig gennem fremstilling af din egen mikrobielle brændselscelle ved hjælp af ethvert MudWatt Science Kit

For at lave et MudWatt skal du bruge:

• MudWatt Classic, MudWatt Science Fair Pack eller MudWatt Classroom Pack
• Mudder
• Enhver beholder (hvis du bruger et andet fartøj)

Sådan fungerer MudWatt: MudWatt er et sjovt og lærerigt videnskabeligt kit, der bruger de mikroorganismer, der findes naturligt i jorden, til at generere elektricitet. Selvom de er usynlige for det blotte øje, lever disse mikrober, med kroppe en tiendedel af tykkelsen af et menneskehår, i stort set al jord og sediment på planeten. Blandt disse forskellige mikrobelfællesskaber findes særlige arter, der har den unikke evne til at frigive elektroner uden for deres kroppe som en del af deres respirationsproces.

MudWatt udnytter denne bemærkelsesværdige evne ved at forsyne disse mudderbaserede mikrober med to ledende grafitskiver, kaldet en anode og katode. Anoden placeres i mudderet, hvor de elektrogene mikrober kan vokse, mens katoden placeres ovenpå og udsætter den for ilt i luften (se MudWatt -diagram nedenfor).

Trin 1: Fremstilling af mudder

Tag handsker på, og find 3-4 håndfulde jord eller sump-goo-jo lugtere jo bedre! Sørg for, at din jord er mættet, men ikke suppe ved enten at tilføje eller hælde vand ud. Valgfrit: Tilføj ekstra næringsstoffer til din jord, såsom MudWatt -emballage, strimlede papirprodukter eller mad fra dit køleskab.

Nøglenoter: Undgå at bruge jord med små hvide kugler (perlit), der lufter jorden. Bakterierne, der driver MudWatt, er anaerober, der har brug for et miljø uden ilt for at bygge sunde samfund.

Trin 2: Fremstilling af elektroder

Bøj begge ledninger 90 °, hvor plastkappen ender. Ret den bare ende af tråden ud. Den grønne ledning bruges til at lave anoden, og den orange ledning bruges til at lave katoden. Sæt den bare ende af anode (grøn) ledning ind i siden af den tynde filtskive, mens du bruger de medfølgende handsker. Prøv at forhindre ledningen i at forlade filten. Gentag dette trin med katodetråden (orange) og den tykke filtskive.

Trin 3: Samling

Pak et jævnt lag mudder i bunden af din beholder, mindst 1 cm dyb. Placer anoden (grøn), du konstruerede i trin 3, oven på mudderet, tryk den fast for at presse luftbobler ud. Fyld din beholder med mere mudder, mindst 5 cm dybt, tryk kraftigt ned for at presse luftbobler ud. Lad dit mudder hvile i et par minutter og tøm overskydende væske. Til sidst placeres katoden (orange) forsigtigt oven på mudderet. Dæk ikke katoden med mudder.

Trin 4: Lidding (for MudWatt -kits, der følger med fartøjer)

Hvis dit kit fulgte med MudWatt -fartøjet:

Fjern dine handsker, og fastgør Hacker Board i fordybningen på låget. Før elektrodetrådene gennem låget. Vendt mod den halvcirkelformede indrykning skal katoden (orange) være til venstre og anoden (grøn) til højre. Tryk nu låget ned på krukken for at snappe det på plads.

Trin 5: Lukning af kredsløbet

1. Bøj og tilslut katodetråden (orange) til ‘+’ og anodetråden (grøn) til ‘-’ på Hacker Board.

2. Tilslut den lange ende af den blå (10μF) kondensator til pin 1 og dens korte ende til pin 2. Du skal muligvis bøje ledningerne, så de sidder tæt.

3. Tilslut LED'ens lange ende til pin 5 og dens korte ende til pin 6.

Det er det! Du bør begynde at se LED'en blinke efter et par dage, når dit MudWatt har udviklet et sundt fællesskab af mikrober!

Hvad gør disse komponenter?

Hacker Board: Hacker Board tager den lave spænding og lave strøm, der kommer fra MudWatt, og konverterer til korte bursts af højere spænding og højere strøm.

Kondensator: Kondensatoren er en lille energilagringskomponent. Det er i stand til at opbygge energi, når strømmen kommer ind fra MudWatt, og derefter aflade den energi i et hurtigt burst for at blinke LED'en.

LED: Den lysemitterende diode (LED) tager elektronerne, der udledes af kondensatoren og omdanner disse elektroners energi til lysenergi.

Trin 6: Måling af mikrober og effekt

Download MudWatt Explorer -appen i App Store eller Google Play. Du vil bruge det til at måle, registrere og analysere dine MudWatt -data i de få næste trin!

Trin 1: Klar, mål… Mål!

Når din MudWatt -blink blinker, skal du åbne MudWatt Explorer -appen og vælge Mål fra hovedmenuen. Stil blinklyset op i målet på din skærm, og appen måler automatisk din effekt og din population af elektriske bakterier!

Trin 2: Registrer og analyser flere målinger

Optag flere målinger ved hjælp af knappen Optag på måleskærmen, og gå til afsnittet Analysér i appen for at se, hvordan dit MudWatt fungerer over tid!

Trin 3: Opdag en skjult verden

Brug dine poweraflæsninger til at låse op for kapitler i en sjov og lærerig tegneserie efter Shewy, den elektriske mikrobe. Oplev mikrobernes magi, mens Shewy udforsker denne komplekse, mudrede verden.

Trin 7: En afsluttende note og gør -det -selv -ressourcer

Tusind tak til alle der har kommenteret vores indlæg! Da Instructables først inviterede os til at skrive om MudWatt, var vi ikke sikre på, om det var den rigtige pasform, da det virkelig er et produkt, og vi var bekymrede for, at vores instruktive ville ende med at lyde som en infomercial. Men vi besluttede at gøre det, fordi MudWatt trods alt er designet til at være et DIY MFC -kit. Selvom vi selvfølgelig er begejstrede, når folk køber vores produkter, er vi også meget begejstrede, når vi inspirerer folk til at forfølge deres egen skabelse og eksperimentering. Mange mennesker har anmodet om mere information til oprettelse af deres egen MFC ved hjælp af hyldedele. Dette er fuldstændig muligt, og vi har givet ressourcer til det nedenfor. Vi har dog fundet ud af, at det er betydeligt dyrere at lave en ægte MFC med komponenter på hylden end at købe vores komponenter. MudWatt startede faktisk med at bruge komponenter fra hylden, men vi har formået at få prisen ned ved at bestille materialer i meget store mængder og selv forarbejde dem.

Vi har tidligere set flere indlæg om DIY MFC'er, men vi har fundet ud af, at disse projekter omfatter brug af metalmasker, metalbørster, kobbertråd og andre materialer, der tærer i hårde jordmiljøer. Brug af disse ætsende materialer betyder, at du laver et korrosionsbatteri i stedet for en MFC. Denne korrosion opstår ofte ved krydset mellem elektrodematerialet og tråden. Dette kryds kan forsegles med epoxy, men det er meget svært at gøre i praksis, især hvis du bruger elektroder med højt overfladeareal eller porøse elektroder, som du har brug for, hvis du vil producere en betydelig effekt. Det sjove er, at denne korrosion faktisk vil producere en betydelig kraft, som meget let kan forveksles med at komme fra mikrobiel aktivitet.

For at lave din egen DIY MFC er der nogle steder, hvor du kan finde ikke-ætsende materialer:

Kulelektroder:

Titanium Wire:

Opladningspumpechip (til strømforsyning til LED/elektronik): S-882Z24-M5T1G

Vi opfordrer dig til at bruge MudWatt som et udgangspunkt for din egen forskning, og vi ville blive begejstrede, hvis du er i stand til at oprette en ægte MFC ved hjælp af materialer på hylden til en billigere pris. Glad for at eksperimentere!